【2018年必威体育精装版整理】ATRP调控苯乙烯动力学曲线毕业论文开题报告.doc

北方民族大学毕业论文（设计） 开 题 报 告 书 题目 姓 名 学 号 专 业 材料与工程 指导教师 北方民族大学教务处制2015年1月8日 姓 名 院（部） 材料科学与工程学院 课题性质 毕业论文 学 号 专 业 材料与工程课题来源 结合科研题 目 选题的目的、意义（含国内外相同领域、同类课题的研究现状分析）： 活性聚合与传统聚合有以下四点特征： 引发速率大于链增长速率而且无链终止和链转移反应，聚合物链同时增长，增长链数目保持不变并且分子量分布很窄（Mw/Mn≤1.5）； 聚合物的分子量于消耗单体的浓度和引发剂的初始浓度成正比； 聚合物分子量随转化率线性增长，通过控制单体和引发剂的浓度来控制聚合度； 在第一单体转化率达到100％ 依引发机理的不同 活性聚合可分为阳离子活性聚合、阴离子活性聚合、配位活性聚合、活性自由基聚合等 ，目前发展最好的是阴离子活性聚合，成功地获得了单分散聚合物、预定结构和序列的嵌段共聚物、接枝共聚物；阴离子活性聚合对反应条件要求苛刻，可聚合的单体也较少应用范围很有限；与其它类型聚合反应相比，活性自由基聚合继承了活性聚合与自由基聚合的优点为一身，不仅可以合成分子量分布极窄、分子量可控 、结构明晰的聚合物 而且可聚合的单体多、反应条件温和易控制、容易实现工业化生产。所以活性自由基聚合具有极高的实用价值受到了高分子化学家们的重视。与其它类型聚合反应相比, 活性自由基聚合集活性聚合与自由基聚合的优点为一身, 不但可得到相对分子量分布极窄, 相对分子量可控, 结构明晰的聚合物, 而且可聚合的单体多, 反应条件温和易控制,容易实现工业化生产。所以, 活性自由基聚合具有极高的实用价值, 受到了高分子化学家们的重视. 2、ATRP的发展历程： 活性自由基聚合于1993 年取得重大突破，加拿大Xer ox 公司研究小组首先报道2, 2, 6, 6-四甲基-1-哌啶氧化物(T EMPO) / 过氧化二苯甲酰(BPO) (1/1,物质的量比)引发的苯乙烯(St)高温(120 ℃) 本体聚合为活性聚合，这是有史以来的第一例活性自由基聚合体系。 1994年Wayland等发现Co(Ⅱ)金属络合剂可使丙烯酸酯发生活性聚合, 虽然上述两种聚合体系的发现使活性自由基聚合取得重大突破, 但这两种聚合体系只能适用于少数几种单体, 单体覆盖面窄, 使得分子结构可设计性小, 大大限制了这两种技术在高分子材料领域的应用。同时, 此两种反应体系价贵, 难以实现工业化生产。1995年中国旅美博士王锦山博士在卡内基-梅隆（Carnegie－Mellon) 大学做博士后研究时首次发现了原子转移自由基聚合（Atom Transfer Radical Polymerization，简称ATRP）实现了真正意义上的活性自由基聚合引起了世界各国高分子学家的极大兴趣.这是聚合史上唯一以中国人为主所发明的聚合方法 1、适于ATRP的单体种类较多：大多数单体如甲基丙烯酸酯，丙烯酸酯，苯乙烯和电荷转移络合物等均可顺利的进行ATRP，并已成功制得了活性均聚物，嵌段和接枝共聚物。 2、可以合成梯度共聚物：例如Greszta等曾用活性差别较大的苯乙烯和丙烯腈，以混合一步法进行ATRP，在聚合初期活性较大的单体进入聚合物，随着反应的进行，活性较大的单体浓度下降，而活性较低的单体更多地进入聚合物链，这样就形成了共聚单体随时间的延长而呈梯度变化的梯度共聚物。 3、适用于众多工业聚合方法，如本体聚合，溶液聚合，和乳液聚合。 但是ATRP的最大缺点是过渡金属络合物在聚合过程中不消耗，难以提纯，残留在聚合物中容易导致聚合物老化和其他副作用。 原子转移自由基聚合作为可控活性自由基聚合的一种,广泛应用于制备无规、嵌段、梯度、接枝和星型共聚物等。然而原子转移自由基聚合面临诸多挑战, 例如:采用低价态的过渡金属络合物作为催化剂很容易被氧化, 因此反应体系必须在完全惰性环境下进行。同时, 尽管采用多齿胺类配体提高催化剂活性,但催化剂的用量无法减少。虽然目前已经有了几种方法可以消除和回收催化剂, 但往往操作复杂增加生产成本，针对这些问题, 研究者提出了多种解决方案。反向原子自由基聚合(RATRP)的提出, 克服了过渡金属催化剂容易氧化的问题, 但是催化剂用量没有明显减少。之后，正向反向同时引发原子转移自由基聚合(SRNI ATRP)和引发剂连续再生催化剂原子转移自由基聚合(ICA RA TRP)的相继提出, 虽然大幅度减少了催化剂的用量, 但是由于加入偶氮类有机引发剂, 在制备嵌段共聚物时必然生成单体均聚物, 因此无法制备出“ 纯净